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Registriergerät für die Messung von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten
unter Benutzung von Stauscheiben oder Staudüsen. Die Messung voll Gasen, Dämpf en.
und Flüssigkeiten geschieht meist mit Hilfe von Stauscheiben oder Staudüsen -. welche
eineii der Durchflußmenge proportionalen Differenzdruck erzeugen, der durch ein
Wasser-oder Quecksilbermanonieter gemessen wird. Der Ausschlag der Manometerflüssigkeit
kann in bekannter Weise mit Hilfe eines, auf einem der Ouecksilberspiegel ruhenden
-Schwimmers zur Betätigung eines besonderen Anzeige-oder Registrierapparats benutzt
werden, doch erhält die Skala in diesem Fall eine quadratische Einteilung, da die
Durchflußmengen der Quadratwurzel des Differenzdrucks proportional sind. Für Registrierapparate
ist diese quadratische Einteilung des Papiers nicht vorteilhaft, da man das Diagramm
in diesem Falle nicht mit einem gewn) inlichen Polarplanimeter ausplanilnetrieren
kann, wenn man die gesamte Durchflußmenge züi erhalten wünscht. Um diesem übelstand
abzuhelfen, hat man die Schwimmerbewegungen auf eine z# Zn Kurvenscheibe übertragen,
welche ihrerseits die quadratische Bewegung in eine lineare Bewegung umsetzt und
auf die Schreibfeder ÜberträgL Derartige Kurvenscheiben bedürfen zu einer sicheren
Übertragung einer gewissen Kraft, welche durch die Schwimmkraft des Schwimmers aufgebracht
werden muß. Da die Eintauchtiefe des Schwimmers sich gegenüber der Nullbelastung
nicht wesentlich verändern darf ', damit die Anzeigefehler nicht zu groß
werden, so bedingt diese Ausführung stets einen Schwimmer voll größerem Durchmesser
und- damit ein größeres Quecksilbergewicht, welches des hohen Preises wegen den
Apparat für den allgemeinen Bedarf sehr verteuert.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist auch bekannt geworden, einem
Schenkel des Quecksilbermanometers eine parabolische Form zu geben, damit die Ausschläge
des anderen Quecksilberspiegels, welcher den Schwimmer trägt, der Durchflußmengedirekt
proportional werden. Es ist ferner bekannt, die beiden Schenkel des Manolneters
ineinanderzusetzen, um aus konstruktiven Gründen eine bessere Form des Apparats
zu erhalten. Die Patentschrift :295341 sucht eine Lösung der Aufgabe zu erreichen,
indem die beiden ineinandergesetzten Quecksilberge- i
fäße am oberen Teil
einen gleich großen Querschnitt erhalten, wobei die Schwiminerbewegung ungefähr
ebenso groß wie der Ausschlag der Schreibfeder gem acht wird. Auch bei der hier
vorgeschlagenen Lösung wird nicht vermieden, daß erst voll etwa 20 bis
25 Prozent des größten Ausschlages der Schreibfeder an die Schwimmerbewegungen,
der Durchflußmenge linear proportional -werden. Dies liegt in der mathematischen
Beziehung zwischen größtem Differenzdruck Z, Z,
und nutzbarem größten Schreibfederausz21
schlag begründet.
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Um prozentual einen recht großen linearen Ausschlag der Schreibfeder
zu erhalten. müßte man den Differenzdruck ver-,-rüßern, und den Schwimmerhub (und
damit bei einer Übersetzung der Bewegungen von i - i auch den Schreibfederausschlag)
verkleinern. Dmi Differenzdruck sind durch die Größe des von der Stauscheibe verursachten
Druckverluste-; in der Leitung Grenzen gesetzt, während anderseits der Schreibfederausschlag
im Interesse einer guten Ablesbarkeit und Deutlichkeit des Diagramins recht groß
sein soll und unter die übliche Diagraminbreite (le-r Rügistrierinstrumente nicht
herunt,-rgehen soll.
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Uln litin dieses auf vorstehende Weise abhängige lineare Verhältnis
der Schwimmerbewegungen zur Durchflußmenge auch auf kleinere Durchflußmengen als
2,;Prozeilt -ler maximalen Leistung zu erweitern, erhält nach der vorliegenden Erfindung
bei Registrierapparaten (las Quecksilbergefäß, welche"; den Schwimmer ni(Tht enthält,
in der -Nähe der theoretischen Nullinie einen um ein bestimmtes Maß größeren Querschnitt
als (las innere zylindrische Quecksi gefäß mit Schwinimer. Das Maß der Vergrößerun
g des Querschnitts des äußeren Gefäßes ist dabe; genau abhängig von dem Verhältnis,
voll wo ab die Schwirnmerbewegung der Durchflußmenge linear proportional werden
soll. Es hat sich gezeigt, daß das günstigste Ergebnis erzielt wird. wenn das äußere
Oueck-silber",re;äß den 1,5- bis :2,5fachen Querschnitt des inneren Gefäßes erhält.
Das Maß der Vergrößerung des äußeren Gefäßes bestimmt ferner die Lage der praktischen
Nullinie oder die Höhe des Quecksilberspiegels in Nullstellung über der theoretischen
Nullinie.
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Unter theoretischer Nullinie wird die Linie verstanden, welche fÜr
die lineare Einteilung des Registrierpapiers und für die Berechnung
der
parabolischen Porm des äußeren Quecksilbergefäßes maßgebend ist.
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Es läßt sich auf diese Weise erreichen, daß durch eine entsprechende
obere Erweiterung des äußeren Quecksilbergefäßes eine für praktische Zwecke vollkommen
genügende lineare Einteilung des Registrierpapiers auch für die kleineren Durchflußmengen
erzielt wird, und daß die praktische und theoretische Nullinie fast ganz zusammenfallen.
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Um diesen Zweck noch wesentlich besser zu erreichen, wird erfindungsgemäß
der größte Schwimmerhub gleichzeitig bedeutend kleiner, beispielsweise nur halb
so groß wie det, normal übliche größte Schreibfederausschlag bei gleichbleibendem
größten Differenzdruck gemacht. Die Verkürzung des Schwimmerhubes und die Einschaltung
einer vergrößernden Übersetzung sind an sich bekannt. Im vorliegenden Falle bestimmt
indes das Verhältnis des größten Schwimmerhubes zum größten Differenzdruck des Meßgerätes
den Anfan- der linearen Einteilung. Durch Verk' ZD kleinerung des Schwimmerhubes
bei demselben Differenzdruck oder mit anderen Worten durch Verkleinerung des Verhältnisses
zwischen größtem Schwimmerhub und größtem Differenzdruck wird der Anfang der linearen
Einteilung erheblich weiter nach unten verschoben. Beträgt z. B. der größte Differenzdruck
48o mm Quecksilbersäule, so wird durch Verkleinerung des größten# Schwimmerhubes
von ioo bis i2o mm auf 5o bis 6o mm das Verhältnis von Schwimmerhub zum größten
Differenzdruck von etwa 1: 4 auf i : 8 verkleinert. 'Der Anfang der linearen
Einteilun 'g wird aber durch diese Anordnung allein von 25 Prozent
auf etwa 12 Prozent heruntergedrückt. Durch die gemeinsame Anordnung der Verbreiterung
des äußeren Ouecksilber-efäßes und der Verkleinerung Jes Schwim'nierhubes im Verhältnis
zum' größten Differenzdruck wird auch bei den kleinen Durchflußmengen eine fast
vollkommen lineare Einteilung des Registrierpapiers erzielt.
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Diese Neuerung ist für RegistAerapparate, die eine Messung mit Hilfe
eines Differenzdruckes bewirken, aus dem Grunde besonders wichtig, weil dadurch
Zählwerke für die fortlaufende Summierung der Gesamtdurchflußmengen durch Schwimmerbewegungen
betätigt werden können, die auch die kleiner-en Durchflußmengen bereits genau anzeigen.
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Die Abbildung der Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des Apparats
gemäß der Erlindung. Es bedeutet a das innere Quecksilbergefäß mit dem Schwimmer,
b das äußere Quecksilbergefäß, welches über der theoretischen NullinieN-N
einen erheblich größeren Querschnitt hat als Gefäß a, c die Verlängerung
des äußeren Gefäßesb mit dem parabolischen Einsatz und d die Verbindungsleitung
zwischen Gefäß a und Gefäß c
bzw. Gefäß b. Die Hubhöhe des Schwimmerse
ist bedeutend kleiner als die nutzbare Diagrammbreite des Schreibpapiersf. Die zur
Erzielfing des normal üblichen Schreibfederausschlages erforderliche vergrößernde
übersetzung von Schwimmerhub auf Schreibfederbewegung kann in bekannter Weise durch
Hebel oder Zahnräder erfolgen.
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Durch diese gleichzeitige Anordnung des über der theoretischen Nullinie
erheblich verbreiterten äußeren Quecksilbergefäßes mit dem verkürzten Schwimmerhub
gegenüber normal üblicher Größe des Schreibfederausschlages wird erfindungsgemäß
erreicht, daß die praktischen und theoretischen Nullinien bis auf das praktisch
mögliche Maß einander genähert werden, und daß die praktische 12 Nullinie it-it
nur wenig über der theoretischen Nullinie N-N liegt, auf welche die genaue lineare
Einteilung des Schrleibpapiers stets bezogen wird. jede der einzelnen Anordnungen
bezweckt eine Erweiterung der linearen Einteilung nach unten. Die beiden Wirkungen
addieren sich durch die Vereinigung. Die Verbindung des inneren Ouecksilbergefäßes
a mit dem äußeren Gefäß c geschieht durch das Verbindungsröhrchen d. Das
Gefäß b ist mit dem Gefäß c durch kleine schlitzartige Kanäle h verbunden.